尺寸稳定非织造纤维幅材以及制备和使用其的方法技术

本发明专利技术涉及一种尺寸稳定非织造纤维幅材，所述尺寸稳定非织造纤维幅材包括多根纤维，所述纤维是由一种或多种热塑性聚酯和优选地以所述幅材的重量计大于0％并且不超过10％量的抗收缩添加剂形成。在被加热到高于所述纤维的玻璃化转变温度的温度时，所述幅材具有至少一个在所述幅材的平面中缩短不大于12％的维度。所述幅材可以用作擦拭物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2010年10月14日提交的美国临时专利申请N0.61/393，352的权益，此专利申请以全文引用的方式并入本文中。
技术介绍
诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)之类的聚酯和诸如聚丙烯(PP)之类的聚烯烃是通过诸如BMF和纺粘之类的工艺进行纺织物纤维、包装膜、饮料瓶和注模物品的商业生产中的两类常用石油基聚合物。尽管PET比其他商业上可用的聚合物具有较高的熔点和优越的机械和物理性质，但在高于其玻璃化转变温度的温度下其显现具有差的尺寸稳定性。聚酯纤维，例如芳族聚酯(如PET和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG))和/或脂族聚酯(例如聚(乳酸)(PLA))，以及包括这类纤维的幅材在经受高温时由于分子的取向非晶区段的弛豫可以收缩初始长度的最高至40%,从而在暴露于热时弛豫(参见Narayanan, V.；Bhat,G.S.和L.C.Wadsworth.TAPPI会议论文集:(TAPPI Proceedings:)非织造物会议和贸易会(Nonwovens Conference & Trade Fair).(1998)29-36)。此外，PET通常不被认为适用于涉及高速加工的应用，因为它自熔融态结晶缓慢；在商业生产速率下，聚合物极少有机会形成非常成熟的晶粒。由PET纤维制成的制品通常在纤维纺丝工艺中需要经历另外的拉延和热定形(例如，退火)阶段，以在尺寸上稳定所产生的结构。另外，也越来越受关注的是用可再生资源聚合物(即衍生自植物基材料的聚合物)替代石油基聚合物，如PET和聚丙烯(PP)。理想的可再生资源聚合物为“二氧化碳零排放的”，意味着植物基材料生长中所消耗的二氧化碳量与产品制备并处理时的二氧化碳释放量相当。可生物降解的材料的性质足以使它们在暴露于导致堆肥的条件时分解。被认为可生物降解的材料的实例包括脂族聚酯，如聚(乳酸)(PLA)、聚(乙醇酸)、聚(己内酯)、丙交酯与乙交酯的共聚物、聚(琥珀酸乙二醇酯)以及它们的组合。然而，在脂族聚酯(例如聚(乳酸))的使用中常常遇到困难，原因在于脂族聚酯热塑性塑料具有相对较高的熔融粘度，这产生的非织造幅材通常不能像聚丙烯一样可以在标准非织造生产设备上制成同样的纤维直径。由于很多最终产品的性能受纤维直径控制，所以聚酯幅材的粗纤维直径会限制它们的应用。例如，粗纤维在用于皮肤接触应用时会显得较硬，并且感觉较差。此外，由粗纤维生产的幅材具有较大的孔隙率，这会导致幅材具有较低的阻隔特性，例如较低的水性液体防水性。作为微纤维的脂族聚酯的加工已描述于美国专利N0.6，645，618 (Hobbs等人)和6，645，618中。美国专利N0.6，111, 160(Gruber等人等人)公开了使用熔体稳定的聚交酯来通过熔喷和纺粘工艺形成非织造制品。JP6466943A(Shigemitsu等人)描述了一种低收缩特性的聚酯系统和它的制造方法。美国专利申请公开N0.2008/0160861 (Berrigan等人)描述了一种用于制造粘结的非织造纤维幅材的方法，所述方法包括挤出聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸的熔喷纤维、使熔喷纤维收集成初始非织造纤维幅材，以及利用受控的加热和冷却操作使该初始非织造纤维幅材退火。美国专利N0.5，364，694 (Okada等)描述了一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的熔喷非织造织物及其制造。美国专利N0.5，753，736 (Bhat等人)描述了通过使用成核剂、增强剂以及二者的组合来制造收缩性减小的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。然而，将诸如聚乳酸之类的脂族聚酯用于BMF时常常遇到困难，原因在于脂族聚酯热塑性塑料具有相对较高的熔融粘度，这产生的非织造幅材通常不能像聚丙烯那样被制成同样的纤维直径。由于很多最终产品的性能受纤维直径控制，所以聚酯幅材的粗纤维直径会限制它们的应用。例如，粗纤维在用于皮肤接触应用时会显得较硬，并且感觉较差。此夕卜，由粗纤维生产的幅材具有较大的孔隙率，这会导致幅材具有较低的阻隔特性，例如较低的水性液体防水性。美国专利N0.6，645，618 (Hobbs等人)中已经描述了作为微纤维的脂族聚酯的加工。美国专利N0.6，111，160 (Gruber等人)公开了使用熔体稳定的聚交酯来通过熔喷和纺粘工艺形成非织造制品。JP6466943A(Shigemitsu等人)描述了一种低收缩特性的聚酯体系及其制造途径。美国专利申请公开N0.2008/0160861 (Berrigan等人)描述了一种用于制造粘结的非织造纤维幅材的方法，所述方法包括挤出聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚乳酸的熔喷纤维、使熔喷纤维收集成初始非织造纤维幅材，以及利用受控的加热和冷却操作使该初始非织造纤维幅材退火。美国专利N0.5，364，694(Okada等)描述了一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的熔喷非织造织物及其制造。美国专利N0.5，753，736 (Bhat等)描述了通过使用成核剂、增强剂以及二者的组合来制造收缩性减小的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。美国专利N0.5，585，056和6，005，019描述了一种包含可吸收的聚合物纤维和增塑剂的外科手术制品，所述增塑剂包含硬脂酸及其盐。美国专利N0.6，515，054描述了包含可生物降解树脂、填料以及阴离子表面活性剂的可生物降解树脂组合物。美国专利N0.5，585，056和6，005, 019描述了一种包含可吸收的聚合物纤维和增塑剂的外科手术制品，所述增塑剂包含硬脂酸及其盐。热塑性聚合物广泛用于形成多种产品，包括吹塑和浇铸薄膜、挤出片材、泡沫、纤维、单丝和多丝纱以及由它们制成的产品、织造和针织织物以及非织造纤维幅材。传统上，已经由如聚烯烃的石油基热塑性塑料制备了多种这些制品。可经由多种机理进行脂族聚酯的降解，包括水解、酯交换反应、断链等等。在高温下，这种聚合物在加工期间可能会不稳定，如W094/07941 (Gruber等人)中所述。在这些产品中使用的多种热塑性聚合物(如聚羟基链烷酸酯(PHA))本身是疏水性的。也就是说，作为织造、编织或非织造物，它们将不吸水。热塑性聚合物具有多种用途，其中其疏水性或限制它们的使用，或需要一些努力来改性由其所制备的成型制品的表面。举例来说，已报道聚乳酸用于制造在吸收制品(例如尿布、女性护理产品以及个人失禁产品)的构造中所使用的非织造幅材(美国专利N0.5，910，368)。通过使用硅氧烷共聚多元醇表面活性剂的后处理局部应用，使这些材料具有亲水性。这些表面活性剂是热不稳定的并且可以在挤出机中分解以产生甲醛。美国专利N0.7，623，339公开了一种聚烯烃树脂，使用脂肪酸单甘油酯和增强剂的组合使这种聚烯烃树脂具有抗微生物性和亲水性。提供亲水性表面的涂层方法是已知的，但是还具有一些限制。首先，涂层制备中所需的额外步骤是昂贵并且费时的。用于涂层的多种溶剂是易燃液体或者具有暴露限制，这类限制要求特定的生产设备。表面活性剂的量还可以受到涂层溶剂中表面活性剂的溶解度以及涂层厚度的限制。出于至少两个其他原因，热塑性聚合物的后处理可能是不可取的。第一，由于需要表面活性剂应用和干燥的额外工序，因此它可以是更昂贵的。第二，PHA为聚酯，并因此易于水解。希望限制PHA聚合物对可以存在于表面活本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·M·摩尔，约翰·D·斯泰尔特，迈克尔·R·贝里根，弗朗西斯·E·波尔贝尼，马修·T·舒尔茨，科里·W·卡尔斯，沙恩·F·芬尼西，斯科特·J·图曼，科德尔·M·哈迪，张亦帆，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
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